DE102022104676A1 - Waveguide for displaying an image and holographic display using such a waveguide - Google Patents

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waveguide
hologram
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Siemen Kühl
Christoph Erler
Stefan Schwedat
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Jenoptik AG
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Carl Zeiss Jena GmbH
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    • G02B2027/0174—Head mounted characterised by optical features holographic

Abstract

Es wird ein Wellenleiter zum Anzeigen eines Bildes bereitgestellt,wobei der Wellenleiter (2) einen transparenten Basiskörper (4) mit einer Vorderseite (5) und einer Rückseite (6) aufweist,wobei der Basiskörper (4) einen Einkoppelbereich (14) und einen davon in einer ersten Richtung beabstandeten Auskoppelbereich (15), der ein Bild-Hologramm (19) mit einem einbelichteten Bild aufweist, umfasst,wobei der Einkoppelbereich (14) von von einer Lichtquelle (3) kommenden Strahlung (16) mindestens einen Teil so umgelenkt, dass der umgelenkte Teil als eingekoppeltes Strahlenbündel (18) im Basiskörper (4) durch Reflexion bis zum Auskoppelbereich (15) propagiert und auf das Bild-Hologramm (19) trifft,wobei das Bild-Hologramm (19) von dem auftreffenden Strahlenbündel (18) zur Rekonstruktion des einbelichteten Bildes mindestens einen Teil so umlenkt, dass der umgelenkte Teil aus dem Basiskörper (4) über die Vorderseite (5) oder Rückseite (6) austritt, so dass für einen Betrachter (B) das einbelichtete Bild wahrnehmbar ist,wobei der Basiskörper (4) mehrlagig ausgebildet ist und mindestens eine erste Schicht (7) mit einer ersten Brechzahl und eine darauf gebildete zweite Schicht (9) mit einer zweiten Brechzahl, die kleiner ist als die erste Brechzahl, aufweist, undwobei das eingekoppelte Strahlenbündel (18) in der ersten Schicht (7) aufgrund innerer Totalreflexion an der Grenzfläche zur zweiten Schicht (9) propagiert.A waveguide for displaying an image is provided, the waveguide (2) having a transparent base body (4) with a front side (5) and a back side (6), the base body (4) having a coupling region (14) and one thereof coupling-out area (15) spaced apart in a first direction, which has an image hologram (19) with an exposed image, wherein the coupling-in area (14) deflects at least part of radiation (16) coming from a light source (3) in such a way, that the deflected part propagates as a coupled beam (18) in the base body (4) by reflection up to the decoupling area (15) and impinges on the image hologram (19), the image hologram (19) being separated from the impinging beam (18) to reconstruct the exposed image, deflects at least one part in such a way that the deflected part exits the base body (4) via the front (5) or rear (6), so that the exposed image can be perceived by a viewer (B), the The base body (4) is constructed in multiple layers and has at least a first layer (7) with a first refractive index and a second layer (9) formed thereon with a second refractive index which is smaller than the first refractive index, and the coupled beam (18) propagated in the first layer (7) due to total internal reflection at the interface to the second layer (9).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenleiter zum Anzeigen eines Bildes sowie eine holographische Anzeige mit einem solchen Wellenleiter.The present invention relates to a waveguide for displaying an image and a holographic display using such a waveguide.

Moderne mikrooptische Verfahren erlauben es, komplexe Aufgaben wie Bildgebung oder die Überwachung der Umgebung beispielsweise mittels holographisch-optischer Elemente (HOE) unauffällig oder quasi unsichtbar z.B. in großformatigen Glasflächen zu integrieren. Damit können beispielsweise transparente Displays (z.B. in Schaufenstern, Kühlmöbeln, PKW- und LKW-Seiten- bzw. Frontscheiben), Beleuchtungsanwendungen, wie beispielsweise Hinweis- und Warnsignale in jeglicher Glasfläche (beispielsweise im Bereich der Architektur, im Automotivbereich oder auch bei Designverglasungen), lichtempfindliche Detektionssysteme wie beispielsweise Innenraumüberwachung (z.B. eye tracking in Fahrzeugen und Anwesenheitsstatus von Personen im Innenraum) realisiert werden. Nachteilig dabei ist, dass die Lichtleitung innerhalb der Scheiben jederzeit durch die Totalreflexion an den äußeren Grenzflächen oder durch sehr aufwendige Mikrostrukturen zwischen den äußeren Grenzflächen erfolgen muss. Solche Mikrostrukturen sind insbesondere bei großformatigen Anwendungen sehr teuer in der Herstellung (Kosten steigen quadratisch mit der Größe der Fläche). Eine Lichtleitung an den äußeren Grenzflächen durch Totalreflexion ist nachteiliger Weise sehr störanfällig, da beispielsweise Schmutz oder Wasser auf den äußeren Grenzflächen die Lichtleitung hemmen. Zudem sind die nutzbaren Scheibenformate sehr eingeschränkt, wenn die umgebenden Scheibensubstrate, wie im Fall von PKW-Scheiben, getönt sind. Eine Tönung von 30% bewirkt, dass bereits nach 30 cm Abstand zwischen Einkoppelfläche und Auskoppelfläche weniger als 1 % Licht durch die Scheibe propagieren kann. Der Rest geht durch Absorption innerhalb der Scheibe verloren.Modern micro-optical processes allow complex tasks such as imaging or the monitoring of the environment to be integrated unobtrusively or almost invisibly, e.g. in large-format glass surfaces, for example using holographic-optical elements (HOE). This allows, for example, transparent displays (e.g. in shop windows, refrigeration units, car and truck side or windscreens), lighting applications, such as information and warning signals in any glass surface (e.g. in the field of architecture, in the automotive sector or even in design glazing), light-sensitive detection systems such as interior monitoring (e.g. eye tracking in vehicles and presence status of people in the interior) can be implemented. The disadvantage here is that the light must be guided within the panes at all times by total reflection at the outer boundary surfaces or by very complex microstructures between the outer boundary surfaces. Such microstructures are very expensive to manufacture, especially for large format applications (costs increase quadratically with the size of the area). Disadvantageously, light conduction at the outer boundary surfaces by total reflection is very susceptible to faults, since dirt or water on the outer boundary surfaces, for example, impede light conduction. In addition, the pane formats that can be used are very limited if the surrounding pane substrates are tinted, as is the case with car panes. A tinting of 30% means that less than 1% light can propagate through the pane after a distance of only 30 cm between the in-coupling surface and the out-coupling surface. The rest is lost through absorption within the disk.

Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen Wellenleiter zum Anzeigen eines Bildes bereitzustellen, mit dem die eingangs genannten Schwierigkeiten möglichst vollständig überwunden werden können. Ferner soll eine holographische Anzeige mit einem solchen Wellenleiter bereitgestellt werden.Proceeding from this, it is therefore the object of the invention to provide a waveguide for displaying an image, with which the difficulties mentioned at the outset can be overcome as completely as possible. A further aim is to provide a holographic display with such a waveguide.

Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 10 definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention is defined in independent claims 1 and 10. Advantageous developments are specified in the dependent claims.

Da erfindungsgemäß das eingekoppelte Strahlenbündel durch eine oder mehrere Reflexionen, insbesondere durch eine oder mehrere innere Totalreflexionen an der Grenzfläche zwischen der ersten und zweiten Schicht reflektiert wird, kann die Störanfälligkeit bei der Lichtleitung deutlich verringert werden.Since, according to the invention, the coupled bundle of rays is reflected by one or more reflections, in particular by one or more total internal reflections at the interface between the first and second layer, the susceptibility to faults in the light guide can be significantly reduced.

Der erfindungsgemäße Wellenleiter kann so ausgebildet sein, dass das auf das Bild-Hologramm treffende Strahlenbündel das komplette Bild-Hologramm abdeckt. Es ist jedoch auch möglich, dass das Bild-Hologramm in der ersten Richtung eine erste Ausdehnung aufweist, die größer ist als die Ausdehnung des Strahlquerschnittes des eingekoppelten Strahlenbündels in der ersten Richtung, wobei das eingekoppelte Strahlenbündel so in der ersten Richtung propagiert, dass es mehrfach an verschiedenen Stellen, die entlang der ersten Richtung zueinander versetzt sind, auf das Bild-Hologramm trifft, wobei bei jedem Auftreffen ein Teil des auftreffenden Strahlenbündels zur Rekonstruktion des einbelichteten Bildes umgelenkt wird und der restliche Teil des Strahlenbündels weiter propagiert.The waveguide according to the invention can be designed in such a way that the bundle of rays impinging on the image hologram covers the entire image hologram. However, it is also possible for the image hologram to have a first extent in the first direction, which is greater than the extent of the beam cross section of the coupled beam of rays in the first direction, with the coupled beam of rays propagating in the first direction in such a way that it multiplies impinges on the image hologram at different points that are offset from one another along the first direction, with each impingement being deflected part of the impinging beam of rays to reconstruct the exposed image and the remaining part of the beam of rays propagating further.

Damit ist es möglich, auch sehr große Ausdehnungen des Bild-Hologramms entlang der ersten Richtung zu beleuchten und somit das gewünschte Bild des Bild-Hologramms zu rekonstruieren.This makes it possible to also illuminate very large extensions of the image hologram along the first direction and thus to reconstruct the desired image of the image hologram.

Insbesondere kann das Bild-Hologramm einen Effizienzverlauf aufweisen, bei dem die Umlenkeffizienz vom ersten bis zum letzten Auftreffen des Strahlenbündels zunimmt. Damit kann ein homogeneres rekonstruiertes Bild erzeugt werden.In particular, the image hologram can have an efficiency curve in which the deflection efficiency increases from the first to the last impact of the beam of rays. A more homogeneous reconstructed image can thus be generated.

Das Bild-Hologramm kann insbesondere als Bildebenen-Hologramm ausgebildet sein, bei dem das rekonstruierte Bild als (im Wesentlichen ebenes) Bild im transparenten Basiskörper wahrnehmbar ist.The image hologram can in particular be designed as an image plane hologram in which the reconstructed image can be perceived as an (essentially plane) image in the transparent base body.

Das Bild-Hologramm kann so ausgebildet sein, dass das einbelichtete Bild die Bildinformation enthält, welche mittels des auftreffenden Strahlenbündels rekonstruiert wird, so dass das Bild für einen Betrachter wahrnehmbar ist.The image hologram can be designed in such a way that the exposed image contains the image information, which is reconstructed by means of the incident beam of rays, so that the image can be perceived by a viewer.

Das Bild-Hologramm kann ferner so ausgebildet sein, dass das einbelichtete Bild ein holographischer Diffusor ist oder diesen aufweist, welcher mit im auftreffenden Strahlenbündel enthaltenen Bildinformationen das Bild erzeugen kann. Somit stellt bei dieser Ausbildung das auftreffende Strahlenbündel die Bildinformation bereit, die dann z.B. in der Ebene des Bild-Hologramms für einen Betrachter als Bild wahrnehmbar ist.The image hologram can also be designed in such a way that the exposed image is a holographic diffuser or has it, which can generate the image with the image information contained in the impinging beam of rays. With this configuration, the incident bundle of rays provides the image information, which can then be perceived by an observer as an image, e.g. in the plane of the image hologram.

Der Wellenleiter kann insbesondere als Verbundglas bzw. als Verbundglasscheibe ausgebildet sein. Dabei kann der Wellenleiter als planparallele Platte oder auch gekrümmt ausgebildet sein, wobei die Vorderseite und/oder Rückseite gekrümmt sein kann. Der Wellenleiter kann insbesondere eine Scheibe eines PKW's oder eines LKW's oder ein Teil davon sein.The waveguide can in particular be designed as laminated glass or as a laminated glass pane. In this case, the waveguide can be designed as a plane-parallel plate or curved, with the front side and/or rear side being curved. The waveguide can in particular be a window of a car or a truck or a part thereof.

Ferner kann das Bild-Hologramm so ausgebildet sein, dass es mehrere einbelichtete Bilder aufweist, die für unterschiedliche Wellenlängen ausgelegt sind, so dass je nach gewählter Wellenlänge der eingekoppelten Strahlung selektiv eines der Bilder des Bild-Hologramms rekonstruiert werden kann.Furthermore, the image hologram can be designed in such a way that it has a plurality of exposed images which are designed for different wavelengths, so that one of the images of the image hologram can be selectively reconstructed depending on the selected wavelength of the injected radiation.

Der Wellenleiter sowie der Auskoppelbereich können insbesondere transparent ausgebildet sein.The waveguide as well as the decoupling area can in particular be made transparent.

Das Bild-Hologramm kann als reflektives Hologramm oder als transmissives Hologramm ausgebildet sein.The image hologram can be designed as a reflective hologram or as a transmissive hologram.

Ferner kann im Einkoppelbereich des Wellenleiters ein Hologramm ausgebildet sein. Das Hologramm des Einkoppelbereiches kann als transmissives Hologramm oder als reflektives Hologramm ausgebildet sein.Furthermore, a hologram can be formed in the in-coupling region of the waveguide. The hologram of the coupling-in area can be designed as a transmissive hologram or as a reflective hologram.

Bei der erfindungsgemäßen holographischen Anzeige kann die Lichtquelle eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen. Insbesondere können die Leuchtdioden Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen.In the holographic display according to the invention, the light source can comprise one or more light-emitting diodes. In particular, the light-emitting diodes can emit light with different wavelengths.

Ferner kann die holographische Anzeige eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Leuchtdioden umfassen.Furthermore, the holographic display can include a control unit for driving the light-emitting diodes.

Die holographische Anzeige kann so ausgebildet sein, dass das Licht der Lichtquelle ohne Durchlaufen weiterer optischer Elemente direkt auf den Basiskörper trifft und in diesen eintritt. Es ist jedoch auch möglich, dass die holographische Anzeige mindestens ein optisches Element (wie z.B. eine Linse) aufweist, die zwischen der Lichtquelle und dem Wellenleiter angeordnet ist, so dass das Licht der Lichtquelle durch dieses optische Element läuft und erst dann auf den Basiskörper trifft.The holographic display can be designed in such a way that the light from the light source strikes and enters the base body directly without passing through further optical elements. However, it is also possible for the holographic display to have at least one optical element (such as a lens) which is arranged between the light source and the waveguide, so that the light from the light source runs through this optical element and only then strikes the base body .

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen holographischen Anzeige 1 mit dem erfindungsgemäßen Wellenleiter 2;
  • 2 eine Draufsicht auf das Bild-Hologramm 19 des Wellenleiters 2 von 1;
  • 3 eine Draufsicht auf die Lichtquelle 3 von 1, und
  • 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der holographischen Anzeige 1.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, which also disclose features that are essential to the invention. These embodiments are provided for illustration only and are not to be construed as limiting. For example, a description of an embodiment having a plurality of elements or components should not be construed as implying that all of those elements or components are necessary for implementation. Rather, other embodiments may include alternative elements and components, fewer elements or components, or additional elements or components. Elements or components of different exemplary embodiments can be combined with one another unless otherwise stated. Modifications and variations that are described for one of the embodiments can also be applicable to other embodiments. To avoid repetition, the same or corresponding elements in different figures are denoted by the same reference symbols and are not explained more than once. From the figures show:
  • 1 a schematic sectional view of a first embodiment of the holographic display 1 according to the invention with the waveguide 2 according to the invention;
  • 2 a plan view of the image hologram 19 of the waveguide 2 of FIG 1 ;
  • 3 a top view of the light source 3 of FIG 1 , and
  • 4 a sectional view of another embodiment of the holographic display 1.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die holgraphische Anzeige 1 einen erfindungsgemäßen Wellenleiter 2 zum Anzeigen eines Bildes sowie eine Lichtquelle 3.At the in 1 In the embodiment shown, the holographic display 1 comprises a waveguide 2 according to the invention for displaying an image and a light source 3.

Der Wellenleiter 2 weist einen transparenten Basiskörper 4 mit einer Vorderseite 5 und einer Rückseite 6 auf und ist plattenförmig ausgebildet. Der Basiskörper 4 ist mehrlagig aufgebaut und umfasst eine erste Schicht 7, auf deren Vorderseite 8 eine zweite Schicht 9 und auf deren Rückseite 10 eine dritte Schicht 11 aufgebracht ist, so dass die erste Schicht 7 zwischen der zweiten und dritten Schicht 9, 11 positioniert ist. Die erste Schicht 7 weist eine erste Brechzahl auf, die kleiner ist als eine zweite Brechzahl der zweiten Schicht 9 und ferner kleiner ist als eine dritte Brechzahl der dritten Schicht 11.The waveguide 2 has a transparent base body 4 with a front side 5 and a back side 6 and is plate-shaped. The base body 4 has a multi-layer structure and comprises a first layer 7 on the front side 8 of which a second layer 9 and on the back side 10 of which a third layer 11 is applied, so that the first layer 7 is positioned between the second and third layers 9 , 11 . The first layer 7 has a first refractive index that is smaller than a second refractive index of the second layer 9 and also smaller than a third refractive index of the third layer 11.

Auf der von der ersten Schicht 7 wegweisenden Seite der zweiten Schicht 9 ist eine erste Glasschicht 12 und auf der von der ersten Schicht 7 wegweisenden Seite der dritten Schicht 11 ist eine zweite Glasschicht 13 ausgebildet. Die von der ersten Schicht 7 wegweisende Seite der ersten Glasschicht 12 kann beispielsweise die Vorderseite 5 des Basiskörpers 4 bilden. Ferner kann die von der ersten Schicht 7 wegweisende Seite der zweiten Glasschicht 13 die Rückseite 6 des Basiskörpers 4 bilden. Der transparente Basiskörper kann somit auch als Verbundglasscheibe bezeichnet werden. Der Basiskörper 4 kann beispielsweise als Scheibe eines Fahrzeugs, wie z.B. die Windschutzscheibe oder eine Seitenscheibe eines PKW's oder LKW's ausgebildet sein.A first glass layer 12 is formed on the side of the second layer 9 pointing away from the first layer 7 and a second glass layer 13 is formed on the side of the third layer 11 pointing away from the first layer 7 . The side of the first glass layer 12 pointing away from the first layer 7 can form the front side 5 of the base body 4, for example. Furthermore, the side of the second glass layer 13 pointing away from the first layer 7 can form the rear side 6 of the base body 4 . The transparent base body can thus also be referred to as a laminated glass pane. The base Body 4 can be designed, for example, as a pane of a vehicle, such as the windshield or a side window of a car or truck.

Ferner umfasst der Wellenleiter 2 einen Einkoppelbereich 14 und einen vom Einkoppelbereich 14 in einer ersten Richtung (hier die y-Richtung) beabstandeten Auskoppelbereich 15.Furthermore, the waveguide 2 comprises a coupling-in region 14 and a coupling-out region 15 spaced apart from the coupling-in region 14 in a first direction (here the y-direction).

Wie der schematischen Darstellung in 1 entnommen werden kann, gibt die Lichtquelle 3 Strahlung 16 ab, die über die Rückseite 6 in den transparenten Basiskörper 4 eintritt und auf ein zwischen der ersten Schicht 7 und der zweiten Schicht 9 angeordnetes Einkoppelelement 17 des Einkoppelbereiches 14 trifft, das die Strahlung 16 in Richtung zum Auskoppelbereich 15 so umlenkt, dass sie als eingekoppeltes Strahlenbündel 18 aufgrund von inneren Totalreflexionen an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 7 und der zweiten Schicht 9 sowie an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 7 und der dritten Schicht 11 in der ersten Schicht 7 bis zum Auskoppelbereich 15 geführt wird. Im Auskoppelbereich 15 ist zwischen der ersten Schicht 7 und der zweiten Schicht 9 ein Bild-Hologramm 19 mit einem einbelichteten Bild ausgebildet, auf das das geführte Strahlenbündel 18 trifft. Dabei wird das Strahlenbündel 18 zur Rekonstruktion des einbelichteten Bildes mindestens zum Teil so umgelenkt, dass der umgelenkte Teil aus dem Basiskörper 4 über die Vorderseite 5 austritt. Dadurch ist das einbelichtete Bild für einen Betrachter B wahrnehmbar.As the schematic representation in 1 can be removed, the light source 3 emits radiation 16, which enters the transparent base body 4 via the back 6 and strikes a coupling element 17 of the coupling region 14 which is arranged between the first layer 7 and the second layer 9 and which emits the radiation 16 in the direction to the decoupling region 15 in such a way that, as a coupled beam of rays 18, it is deflected as a result of total internal reflections at the interface between the first layer 7 and the second layer 9 and at the interface between the first layer 7 and the third layer 11 in the first layer 7 up to Decoupling region 15 is performed. An image hologram 19 with an exposed image is formed in the decoupling region 15 between the first layer 7 and the second layer 9, onto which the guided beam of rays 18 strikes. The bundle of rays 18 is at least partially deflected for the reconstruction of the exposed image in such a way that the deflected part emerges from the base body 4 via the front side 5 . As a result, the exposed image can be perceived by a viewer B.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist das Bild-Hologramm als Bildebenen-Hologramm ausgebildet, so dass für den Betrachter das rekonstruierte Bild als Bild im transparenten Basiskörper 4 wahrnehmbar ist.In the embodiment described here, the image hologram is designed as an image plane hologram, so that the viewer can perceive the reconstructed image as an image in the transparent base body 4 .

Wie in 1 ferner schematisch dargestellt ist, trifft das eingekoppelte Strahlenbündel 18 mehrfach auf das Bild-Hologramm 19. Dazu ist das Bild-Hologramm 19 so ausgebildet, dass nur ein Teil des jeweils auftreffenden Strahlenbündels 18 zur Rekonstruktion vom Bild-Hologramm 19 umgelenkt wird. Der restliche Teil wird nach innerer Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen erster Schicht 7 und zweiter Schicht 9 und nachfolgender innerer Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 7 und der dritten Schicht 11 erneut aber in einer y-Richtung versetzten Position auf das Bild-Hologramm 19 treffen, wobei wiederum davon nur ein Teil vom Bild-Hologramm 19 zur Rekonstruktion umgelenkt und über die Vorderseite 5 des transparenten Basiskörpers 4 ausgekoppelt wird. In dieser Art und Weise kann somit das Bild-Hologramm 19 mittels des eingekoppelten Strahlenbündels 18 streifenweise beleuchtet werden, wobei die Streifen entlang der ersten Richtung bevorzugt aneinandergesetzt oder teilweise überlappend auf das Bild-Hologramm 19 treffen.As in 1 is also shown schematically, the coupled-in bundle of rays 18 hits the image hologram 19 several times. After total internal reflection at the interface between the first layer 7 and the second layer 9 and subsequent total internal reflection at the interface between the first layer 7 and the third layer 11, the remaining part is placed on the image hologram 19 again, but in a y-direction offset position meet, in turn only part of which is deflected by the image hologram 19 for reconstruction and coupled out via the front side 5 of the transparent base body 4 . In this way, the image hologram 19 can be illuminated in strips by means of the coupled-in bundle of rays 18, the strips along the first direction preferably being placed next to one another or impinging on the image hologram 19 in a partially overlapping manner.

Bei der Darstellung in 1 ist in schematischer Art und Weise nur ein Hauptstrahl für die Strahlung 16 sowie für das eingekoppelte Strahlenbündel 18 dargestellt. Natürlich weist die Strahlung 16 eine z.B. durch die Lichtquelle 3 vorgegebene Ausdehnung in der ersten Richtung auf, wodurch auch die Streifenhöhe festgelegt ist. Die Streifen können auch als Footprints des eingekoppelten Strahlenbündels 18 bezeichnet werden.When presented in 1 only a main ray for the radiation 16 and for the coupled beam 18 is shown in a schematic manner. Of course, the radiation 16 has an extension in the first direction that is predetermined, for example, by the light source 3, as a result of which the stripe height is also fixed. The strips can also be referred to as footprints of the coupled beam 18 .

In der schematischen Draufsicht auf das Bild-Hologramm 19 in 2 ist die streifenförmige Beleuchtung des Bild-Hologramms 19 mit dem eingekoppelten Strahlenbündel 18 durch die fünf Streifen S1, S2, S3, S4 und S5 schematisch dargestellt, wobei die gestrichelten Linien die Hauptstrahlen jeder Umlenkung und Rekonstruktion andeuten. Dabei ist der Streifen S1 das erste Auftreffen des Strahlenbündels 18 auf das Bild-Hologramm 19, der Streifen S2 ist das zweite Auftreffen, usw. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform stoßen die benachbarten Beleuchtungsstreifen S1-S5 aneinander.In the schematic plan view of the image hologram 19 in 2 the strip-shaped illumination of the image hologram 19 with the injected bundle of rays 18 is shown schematically by the five strips S1, S2, S3, S4 and S5, with the dashed lines indicating the main rays of each deflection and reconstruction. In this case, strip S1 is the first impingement of the bundle of rays 18 on the image hologram 19, strip S2 is the second impingement, etc. In the embodiment described here, the adjacent illumination strips S1-S5 abut one another.

Da mit jedem Auftreffen des Strahlenbündels 18 auf das Bild-Hologramm 19 Licht ausgekoppelt wird (Streifen S1-S5), nimmt die Intensität der Rekonstruktionswelle (die vom Bild-Hologramm 19 umgelenkte Strahlung) ab. Dadurch kann das so rekonstruierte Bild für einen Betrachter einen wahrnehmbaren Helligkeitsabfall aufweisen. Um diesem entgegen zu wirken, kann das Bild-Hologramm 19 mit einem Effizienzverlauf versehen werden, der so ausgestaltet ist, dass die Umlenkeffizienz mit jedem weiteren Auftreffen zunimmt. Das bedeutet somit, dass die Umlenkeffizienz für das erste Auftreffen S1 kleiner ist als für das zweite Auftreffen S2, dass die Umlenkeffizienz für das zweite Auftreffen S2 kleiner ist als für das dritte Auftreffen S3, usw. Damit kann eine homogenere Helligkeit im rekonstruieren Hologrammbild erreicht werden.Since light is coupled out (strips S1-S5) each time the bundle of rays 18 strikes the image hologram 19, the intensity of the reconstruction wave (the radiation deflected by the image hologram 19) decreases. As a result, the image reconstructed in this way can have a perceptible drop in brightness for an observer. In order to counteract this, the image hologram 19 can be provided with an efficiency curve which is designed in such a way that the deflection efficiency increases with each further impingement. This means that the deflection efficiency for the first impact S1 is smaller than for the second impact S2, that the deflection efficiency for the second impact S2 is smaller than for the third impact S3, etc. A more homogeneous brightness can thus be achieved in the reconstructed hologram image .

Als Lichtquelle 3 kann eine Leuchtdiode oder können mehrere Leuchtdioden zum Einsatz kommen. Wenn mehrere Leuchtdioden zum Einsatz kommen, können diese z.B. in einer Richtung quer zur ersten Richtung (hier entlang der x-Richtung (3)) nebeneinander angeordnet sein. Dabei können die Leuchtdioden L1, L2, L3 und L4 beispielsweise Licht gleicher Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben abgeben. Bevorzugt sind die Leuchtdioden L1-L4 alle in einer Ebene angeordnet. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform geben die Leuchtdioden L1 und L3 rotes Licht und die Leuchtdioden L2 und L4 grünes Licht ab. Dazu ist das Bild-Hologramm 19 so ausgebildet, dass es ein einbelichtetes erstes Bild für die Strahlung Leuchtdioden L1, L3 abgeben, und ein einbelichtetes zweites Bild für die grüne Strahlung, die die Leuchtdioden L2 und L4 abgeben, aufweist. Bevorzugt wird die Lichtquelle 3 mittels einer Steuereinheit 20, die Teil der holographischen Anzeige 1 sein kann aber nicht sein muss, so angesteuert, dass keine der Leuchtdioden L1-L4 Licht abgibt, nur die Leuchtdioden L1 und L3 Licht abgeben oder nur die Leuchtdioden L2 und L4 Licht abgeben. Damit kann selektiv das erste Bild oder das zweite Bild im transparenten Basiskörper 4 für einen Benutzer erzeugt oder eingeschaltet werden.A light-emitting diode or several light-emitting diodes can be used as the light source 3 . If several light-emitting diodes are used, they can, for example, in a direction transverse to the first direction (here along the x-direction ( 3 )) be arranged next to each other. In this case, the light-emitting diodes L1, L2, L3 and L4 can, for example, emit light of the same color or light of different colors. The light-emitting diodes L1-L4 are preferably all arranged in one plane. In the embodiment described here, the light-emitting diodes L1 and L3 emit red light and the light-emitting diodes L2 and L4 green light. For this purpose, the image hologram 19 is designed in such a way that it emits an exposed first image for the radiation from light-emitting diodes L1, L3, and an exposed two image tes image for the green radiation, which emit the light-emitting diodes L2 and L4. The light source 3 is preferably controlled by means of a control unit 20, which may but need not be part of the holographic display 1, in such a way that none of the light-emitting diodes L1-L4 emit light, only light-emitting diodes L1 and L3 emit light or only light-emitting diodes L2 and L4 emit light. The first image or the second image can thus be selectively generated or switched on in the transparent base body 4 for a user.

Bei der beschriebenen Verwendung mit mehreren Farben kann das Bild-Hologramm 19 zwei aufeinander angeordnete Hologramme (jeweils eins für die entsprechende Farbe) aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass das Bild-Hologramm 19 als Multiplexstruktur vorliegt, bei der mehrere Gitter in eine Hologrammfolie geschrieben sind.In the multi-color use described, the image hologram 19 may include two holograms (one for each color) placed one on top of the other. However, it is also possible for the image hologram 19 to be present as a multiplex structure in which a number of gratings are written in a hologram film.

Auch das Einkoppelelement 17 kann als Hologramm ausgebildet sein. Bei der Verwendung von mehreren Farben kann das Einkoppelelement 17 als Stapel von Hologrammen (ein Hologramm für jede Farbe) oder als Multiplexstruktur ausgebildet sein.The coupling element 17 can also be designed as a hologram. If several colors are used, the coupling element 17 can be designed as a stack of holograms (one hologram for each color) or as a multiplex structure.

Die holographische Anzeige 1 kann so ausgebildet sein, dass die Strahlung 16 der Lichtquelle 3 ohne Durchlaufen weiterer optischer Komponenten über die Rückseite 6 in den Basiskörper 4 eintritt und nach Durchlaufen der zweiten Glasschicht 13, der dritten Schicht 11 und der ersten Schicht 7 auf das Einkoppelelement 17 trifft. Dabei kann das Einkoppelelement 17 so ausgebildet sein, dass es die Strahlung 16 nur umlenkt. Es ist jedoch möglich, dass das Einkoppelelement 17 zusätzlich z.B. eine optisch abbildende Funktion, wie z.B. eine Linsenfunktion, bereitstellt.The holographic display 1 can be designed in such a way that the radiation 16 of the light source 3 enters the base body 4 via the rear side 6 without passing through further optical components and, after passing through the second glass layer 13, the third layer 11 and the first layer 7, onto the coupling element 17 hits. In this case, the coupling element 17 can be designed in such a way that it only deflects the radiation 16 . However, it is possible that the coupling element 17 additionally provides, for example, an optical imaging function, such as a lens function.

Natürlich kann die Strahlung 16 auch über die Vorderseite 5 oder über die untere Stirnseite 21 in den transparenten Basiskörper 4 eingekoppelt werden. Des Weiteren kann das Einkoppelelement 17 nicht nur reflektiv ausgebildet sein, wie es in 1 dargestellt ist. Es ist auch möglich, dass das Einkoppelelement 17 transmissiv ist, wie in 4 schematisch dargestellt ist.Of course, the radiation 16 can also be coupled into the transparent base body 4 via the front side 5 or via the lower end face 21 . Furthermore, the coupling element 17 can not only be reflective, as is shown in 1 is shown. It is also possible that the coupling element 17 is transmissive, as in 4 is shown schematically.

In gleicher Weise kann das Bild-Hologramm 19 nicht nur transmissiv ausgebildet sein, wie in 1 dargestellt ist. Es ist auch möglich, dass das Bild-Hologramm 19 reflektiv ausgebildet ist (4).In the same way, the image hologram 19 can not only be designed to be transmissive, as in 1 is shown. It is also possible for the image hologram 19 to be reflective ( 4 ).

Ferner kann die Ausführungsform gemäß 1 auch so abgewandelt werden, dass das Bild-Hologramm 16 als Reflexionshologramm ausgebildet ist. Das Licht würde dann zunächst das Hologrammmaterial des Bild-Hologramms 16 durchlaufen, dann an der Grenzfläche vom Hologrammmaterial zur zweiten Schicht 9 totalreflektiert und anschließend im Hologrammmaterial des Bild-Hologramms 16 in Reflexion gebeugt werdenFurthermore, the embodiment according to 1 also be modified so that the image hologram 16 is designed as a reflection hologram. The light would then first pass through the hologram material of the image hologram 16, then be totally reflected at the interface between the hologram material and the second layer 9 and then be diffracted in reflection in the hologram material of the image hologram 16

Das Bild-Hologramm 19 ist insbesondere so ausgebildet, dass es im Wesentlichen transparent ist, so dass ein Benutzer B bei Betrachtung des Bild-Holgramms 19, wenn die Lichtquelle 3 ausgeschaltet ist, durch den transparenten Basiskörper 4 hindurchblicken kann.The image hologram 19 is designed in particular so that it is essentially transparent, so that a user B can look through the transparent base body 4 when viewing the image hologram 19 when the light source 3 is switched off.

Ferner ist es möglich, zwischen der Lichtquelle 3 und dem transparenten Basiskörper 4 eine oder mehrere optische Komponenten, wie z.B. eine oder mehrere Linsen, zwischen zu schalten. In 1 ist schematisch eine Zylinderlinse 22 eingezeichnet.It is also possible to interpose one or more optical components, such as one or more lenses, between the light source 3 and the transparent base body 4 . In 1 a cylindrical lens 22 is shown schematically.

Da das Bild-Hologramm 19 bei der hier beschriebenen Ausführungsform eine relativ große Ausdehnung in der x-Richtung aufweist, wären sehr viele nebeneinander angeordnete Kanäle mit Leuchtdioden und rotationssymmetrischen Kollimationslinsen notwendig, um das ganze Bild-Hologramm 19 in der x-Richtung auszuleuchten. Erfindungsgemäß wird stattdessen die beschriebene Zylinderlinse 22 verwendet, die das Licht der Leuchtdioden in der y-Richtung (in vertikaler Richtung) kollimiert und in horizontaler Richtung (x-Richtung) keine Lichtformung durchführt. Dadurch kann in horizontaler Richtung eine breite Ausleuchtung erreicht werden, obwohl gleichzeitig nur wenige Leuchtdioden notwendig sind.Since the image hologram 19 has a relatively large extent in the x-direction in the embodiment described here, a large number of channels arranged next to one another with light-emitting diodes and rotationally symmetrical collimating lenses would be necessary in order to illuminate the entire image hologram 19 in the x-direction. According to the invention, the described cylindrical lens 22 is used instead, which collimates the light from the light-emitting diodes in the y-direction (in the vertical direction) and does not shape the light in the horizontal direction (x-direction). As a result, a wide illumination can be achieved in the horizontal direction, although at the same time only a few light-emitting diodes are necessary.

Die Zylinderlinse 22 hat weiterhin den Vorteil, dass nur ein optisches Element notwendig ist, um die Lichtformung aller Leuchtdioden L1-L4 zu bewerkstelligen. Dadurch minimiert sich der Justageaufwand im Vergleich einer Ausgestaltung, bei der für jede Leuchtdiode L1-L4 eine Linse notwendig wäre.The cylindrical lens 22 also has the advantage that only one optical element is required to shape the light of all the light-emitting diodes L1-L4. This minimizes the adjustment effort compared to an embodiment in which a lens would be necessary for each light-emitting diode L1-L4.

In einer vorteilhaften Weiterbildung beinhaltet das Einkoppelhologramm 17 ebenfalls eine Zylinderfunktion, welche die Strahlung 16 nicht nur umlenkt, sondern auch in horizontaler Richtung (x-Richtung) kollimiert, so dass es unter Totalreflexion in der ersten Schicht 7 propagieren kann. Die Kombination von Zylinderlinse und Linsenfunktion des Einkoppelhologramms 17 ermöglicht eine geometrische breit ausgedehnte ebene Welle (d.h. in zwei Dimensionen eben, so dass ein möglichst kleines Winkelspektrum vorliegt), welche zur Rekonstruktion des Bild-Hologramms 19 verwendet werden kann.In an advantageous development, the coupling hologram 17 also contains a cylinder function, which not only deflects the radiation 16 but also collimates it in the horizontal direction (x-direction), so that it can propagate in the first layer 7 with total reflection. The combination of cylindrical lens and lens function of the in-coupling hologram 17 enables a geometric, broadly expanded plane wave (i.e. flat in two dimensions, so that the smallest possible angular spectrum is present), which can be used to reconstruct the image hologram 19 .

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der transparente Basiskörper 4 als planparallele Platte ausgebildet. Natürlich ist es auch möglich, dass Vorderseite 5 und/oder Rückseite 6 gekrümmt ausgebildet sind. In diesem Fall kann optional ein Umlenkhologramm 25 (gestrichelte Darstellung in 1) entlang der Propagationsstrecke zwischen Einkoppelelement 17 und Bild-Hologramm 19 integriert sein, das dafür sorgt, dass das Winkelspektrum des eingekoppelten Strahlenbündels 18 erhalten bleibt und dieses nicht durch die Krümmung des Basiskörpers 4 beeinflusst wird. Natürlich können auch mehrere Umlenkhologramme 25 entlang der Propagationsstrecke integriert sein. Dadurch kann die Homogenität der Ausleuchtung des Bild-Hologramms 19 verbessert werden.In the embodiment described, the transparent base body 4 is designed as a plane-parallel plate. Of course, it is also possible for the front side 5 and/or the back side 6 to be curved. In this case, a deflection hologram 25 (dashed representation in 1 ) along the propagation route between Coupling element 17 and image hologram 19 can be integrated, which ensures that the angular spectrum of the coupled beam 18 is retained and that it is not influenced by the curvature of the base body 4 . Of course, several deflection holograms 25 can also be integrated along the propagation path. As a result, the homogeneity of the illumination of the image hologram 19 can be improved.

Da die Lichtführung des eingekoppelten Strahlenbündels 18 in der ersten Schicht 7 mittels interner Totalreflexion aufgrund der niedrigbrechenderen zweiten und dritten Schicht 9 und 11 erfolgt, kann die erste Glasschicht 12 z.B. getönt ausgebildet sein oder eine zusätzliche Tönungsschicht aufweisen, die jedoch nicht die Führung des eingekoppelten Strahlenbündels 18 negativ beeinflusst. So würde eine Tönung von 30% z.B. schon bewirken, dass nach 30 cm Abstand zwischen dem Einkoppelelement 17 und dem Bild-Hologramm 19 weniger als 1 % der eingekoppelten Strahlung 16 durch den Wellenleiter propagieren kann.Since the light of the coupled beam of rays 18 is guided in the first layer 7 by means of total internal reflection due to the lower refractive index of the second and third layers 9 and 11, the first glass layer 12 can be tinted, for example, or have an additional tinted layer which, however, does not guide the coupled beam of rays 18 negatively impacted. For example, a shading of 30% would mean that after a distance of 30 cm between the in-coupling element 17 and the image hologram 19, less than 1% of the in-coupled radiation 16 can propagate through the waveguide.

Der Brechungsindex der ersten Schicht 7 ist bevorzugt mindestens um 0,005 größer als der Brechungsindex der zweiten Schicht 9 sowie bevorzugt mindestens um 0,005 größer als der Brechungsindex der dritten Schicht 11.The refractive index of the first layer 7 is preferably at least 0.005 greater than the refractive index of the second layer 9 and preferably at least 0.005 greater than the refractive index of the third layer 11.

So kann beispielsweise für die zweite und dritte Schicht 9, 11 jeweils PVB (Polyvinylbutyral) mit einer Brechzahl im Bereich von 1,37 bis 1,47 und für die erste Schicht PC (Polycarbonat) mit einer Brechzahl von 1,58 verwendet werden. Alternativ ist es beispielsweise möglich, für die zweite und dritte Schicht 9, 11 jeweils EVA (Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer) mit einer Brechzahl im Bereich von 1,37 bis 1,47 und für die erste Schicht 7 PET (Polyethylenterephthalat) mit einer Brechzahl von 1,56 zu verwenden. Bei diesen Beispielen kann dann das eingekoppelte Strahlenbündel 18 (je nach genauer Wahl der Brechzahl für die zweite und dritte Schicht 9, 11) unter einem Winkel von größer als 61° bis 71° in der ersten Schicht 7 geführt werden.For example, PVB (polyvinyl butyral) with a refractive index in the range from 1.37 to 1.47 can be used for the second and third layers 9, 11 and PC (polycarbonate) with a refractive index of 1.58 for the first layer. Alternatively, it is possible, for example, to use EVA (ethylene vinyl acetate copolymer) with a refractive index in the range from 1.37 to 1.47 for the second and third layers 9, 11 and PET (polyethylene terephthalate) for the first layer 7 with a refractive index of 1.56. In these examples, the coupled beam 18 (depending on the precise selection of the refractive index for the second and third layers 9, 11) can then be guided in the first layer 7 at an angle of greater than 61° to 71°.

Die erste Schicht 7 sowie die zweite und dritte Schicht 9, 11 weisen bevorzugt einen Extinktionskoeffizienten auf, der jeweils kleiner als 0,001 ist. Auch ist es von Vorteil, wenn die drei Schichten 7, 9, 11 ein sehr kleines Streuverhalten aufweisen. Die Haze-Werte sollten weniger als 2 betragen, um den Lichtverlust durch Streuung - analog zum Lichtverlust durch Absorption - möglichst gering zu halten (detaillierte Angaben zum Haze-Wert sind z.B. DIN EN ISO 13803:2015-02 , DIN EN 2155-9:1989-11 , DIN EN 62805-1:20018-06 , DIN EN 1096-5:2016-06 und DIN ISO 15082:2018-02 zu entnehmen).The first layer 7 and the second and third layers 9, 11 preferably have an extinction coefficient that is less than 0.001 in each case. It is also advantageous if the three layers 7, 9, 11 have a very small scattering behavior. The haze values should be less than 2 in order to keep the light loss through scattering - analogous to the light loss through absorption - as low as possible (detailed information on the haze value can be found, for example, in DIN EN ISO 13803:2015-02 , DIN EN 2155-9:1989-11 , DIN EN 62805-1:20018-06 , DIN EN 1096-5:2016-06 and ISO 15082:2018-02 refer to).

Es ist vorteilhaft, für die erste Schicht 7 ein amorphes Material zu verwenden, um Störeinflüsse bei der Lichtleitung durch z.B. Spannungsdoppelbrechung in der ersten Schicht 7 zu vermeiden. Beispiele für ein solches amorphes Material sind Floatglas sowie hochtransparente thermoplastische Kunststoffe wie PMMA, PC, PVC, COC, PET, etc. Wichtig dabei ist, dass insbesondere bei Verwendung teilkristalliner Kunststoffe wie PMMA und PET besondere Aufmerksamkeit auf die Herstellungsbedingungen gelegt werden muss, damit der Kristallinitätsgrad und damit die Spannungsdoppelbrechung des Endproduktes möglichst klein ist. Bei transparenten Materialien, die direkt durch Polymerisation gewonnen werden (z.B. Duroplaste sowie Epoxidharze oder 2K-Acrylatsysteme), haben ebenfalls die Herstellungsbedingungen einen enormen Einfluss auf die Spannungsdoppelbrechung des Endproduktes. Ferner ist es vorteilhaft, für die erste Schicht 7 ein möglichst schlierenfreies Material zu verwenden, um die unerwünschte Linsenwirkung der Schlieren zu vermeiden, um somit die Lichtleitung nicht zu beeinflussen. Auch hier können Floatglas sowie hochtransparente thermoplastische Kunststoffe wie PMMA, PC, PVC, COC, PET, etc. verwendet werden. Wichtig dabei ist, dass insbesondere bei Verwendung teilkristalliner Kunststoffe wie PMMA und PET besondere Aufmerksamkeit auf die Herstellungsbedingungen gelegt werden muss, damit der Kristallinitätsgrad und damit die Spannungsdoppelbrechung des Endproduktes möglichst klein ist. Bei transparenten Materialien, die direkt durch Polymerisation gewonnen werden (z.B. Duroplaste), haben ebenfalls die Herstellungsbedingungen einen enormen Einfluss auf die Spannungsdoppelbrechung des Endproduktes.It is advantageous to use an amorphous material for the first layer 7 in order to avoid disruptive influences on the light transmission, for example due to stress birefringence in the first layer 7. Examples of such an amorphous material are float glass and highly transparent thermoplastics such as PMMA, PC, PVC, COC, PET, etc. It is important that special attention must be paid to the manufacturing conditions, especially when using semi-crystalline plastics such as PMMA and PET, so that the Degree of crystallinity and thus the stress birefringence of the end product is as small as possible. In the case of transparent materials that are obtained directly through polymerisation (e.g. duroplastics and epoxy resins or 2-component acrylate systems), the manufacturing conditions also have an enormous influence on the stress birefringence of the end product. Furthermore, it is advantageous to use a material that is as free of streaks as possible for the first layer 7 in order to avoid the undesirable lens effect of the streaks, so as not to influence the light conduction. Float glass and highly transparent thermoplastics such as PMMA, PC, PVC, COC, PET, etc. can also be used here. It is important here that, particularly when using semi-crystalline plastics such as PMMA and PET, particular attention must be paid to the manufacturing conditions so that the degree of crystallinity and thus the stress birefringence of the end product is as small as possible. In the case of transparent materials that are obtained directly through polymerisation (e.g. thermosets), the manufacturing conditions also have an enormous influence on the stress birefringence of the end product.

Die erste Schicht 7 kann eine Schichtdicke im Bereich von 50 µm bis 2 mm (bevorzugt bis zu 1 mm) aufweisen. Ferner kann z.B. die erste Schicht eine Dicke von 70 bis 500 µm aufweisen, wenn sie als PC-Schicht ausgebildet ist. Die zweite und dritte Schicht 9, 11 können beispielsweise jeweils eine Dicke von 100 bis 2000 µm aufweisen, wenn sie als PVB-Schicht oder als EVA-Schicht ausgebildet sind.The first layer 7 can have a layer thickness in the range from 50 μm to 2 mm (preferably up to 1 mm). Furthermore, for example, the first layer can have a thickness of 70 to 500 µm if it is formed as a PC layer. The second and third layers 9, 11 can each have a thickness of 100 to 2000 μm, for example, if they are designed as a PVB layer or as an EVA layer.

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Claims (10)

Wellenleiter zum Anzeigen eines Bildes, wobei der Wellenleiter (2) einen transparenten Basiskörper (4) mit einer Vorderseite (5) und einer Rückseite (6) aufweist, wobei der Basiskörper (4) einen Einkoppelbereich (14) und einen davon in einer ersten Richtung beabstandeten Auskoppelbereich (15), der ein Bild-Hologramm (19) mit einem einbelichteten Bild aufweist, umfasst, wobei der Einkoppelbereich (14) von von einer Lichtquelle (3) kommenden Strahlung (16) mindestens einen Teil so umgelenkt, dass der umgelenkte Teil als eingekoppeltes Strahlenbündel (18) im Basiskörper (4) durch Reflexion bis zum Auskoppelbereich (15) propagiert und auf das Bild-Hologramm (19) trifft, wobei das Bild-Hologramm (19) von dem auftreffenden Strahlenbündel (18) zur Rekonstruktion des einbelichteten Bildes mindestens einen Teil so umlenkt, dass der umgelenkte Teil aus dem Basiskörper (4) über die Vorderseite (5) oder Rückseite (6) austritt, so dass für einen Betrachter (B) das einbelichtete Bild wahrnehmbar ist, wobei der Basiskörper (4) mehrlagig ausgebildet ist und mindestens eine erste Schicht (7) mit einer ersten Brechzahl und eine darauf gebildete zweite Schicht (9) mit einer zweiten Brechzahl, die kleiner ist als die erste Brechzahl, aufweist, und wobei das eingekoppelte Strahlenbündel (18) in der ersten Schicht (7) aufgrund innerer Totalreflexion an der Grenzfläche zur zweiten Schicht (9) propagiert.waveguide for displaying an image, wherein the waveguide (2) has a transparent base body (4) with a front side (5) and a rear side (6), wherein the base body (4) comprises a coupling-in area (14) and a coupling-out area (15) which is spaced apart therefrom in a first direction and has an image hologram (19) with an exposed image, wherein the coupling-in area (14) deflects at least part of the radiation (16) coming from a light source (3) in such a way that the deflected part propagates as a coupled-in bundle of rays (18) in the base body (4) by reflection up to the coupling-out area (15) and on hits the image hologram (19), wherein the image hologram (19) deflects at least a part of the incident beam (18) to reconstruct the exposed image in such a way that the deflected part exits the base body (4) via the front (5) or rear (6), so that the exposed image can be perceived by a viewer (B), wherein the base body (4) is constructed in multiple layers and has at least a first layer (7) with a first refractive index and a second layer (9) formed thereon with a second refractive index that is smaller than the first refractive index, and the coupled beam (18) propagating in the first layer (7) due to total internal reflection at the interface to the second layer (9). Wellenleiter nach Anspruch 1, bei dem eine dritte Schicht (11) auf der von der zweiten Schicht (9) wegweisenden Seite der ersten Schicht (7) gebildet ist, wobei die dritte Schicht (11) eine dritte Brechzahl aufweist, die kleiner ist als die erste Brechzahl, und wobei das eingekoppelte Strahlenbündel (18) in der ersten Schicht (7) aufgrund innerer Totalreflexion an der Grenzfläche zur dritten Schicht (11) propagiert.waveguide after claim 1 , in which a third layer (11) is formed on the side of the first layer (7) facing away from the second layer (9), the third layer (11) having a third refractive index which is smaller than the first refractive index, and wherein the coupled beam (18) propagates in the first layer (7) due to total internal reflection at the interface to the third layer (11). Wellenleiter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Bild-Hologramm (19) in der ersten Richtung eine erste Ausdehnung aufweist, die größer ist als die Ausdehnung des Strahlquerschnitts des eingekoppelten Strahlenbündels (18) in der ersten Richtung, wobei das eingekoppelte Strahlenbündel (18) so in der ersten Schicht (7) propagiert, dass es mehrfach an verschiedenen Stellen, die entlang der ersten Richtung zueinander versetzt sind, auf das Bild-Hologramm (19) trifft und wobei bei jedem Auftreffen ein Teil des auftreffenden Strahlenbündels (18) zur Rekonstruktion des einbelichteten Bildes umgelenkt wird.waveguide after claim 1 or 2 , in which the image hologram (19) has a first extension in the first direction, which is greater than the extension of the beam cross section of the coupled-in beam (18) in the first direction, the coupled-in beam (18) being in the first layer (7) propagates that it hits the image hologram (19) several times at different points that are offset from one another along the first direction, and with each impact part of the incident beam (18) is deflected to reconstruct the exposed image . Wellenleiter nach Anspruch 3, bei dem das Bild-Hologramm (19) einen Effizienzverlauf aufweist, bei dem die Umlenkeffizienz vom ersten bis zum letzten Auftreffen des Strahlenbündels (18) zunimmt.waveguide after claim 3 , in which the image hologram (19) has an efficiency profile in which the deflection efficiency increases from the first to the last impingement of the beam (18). Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Bild-Hologramm (19) als Bildebenen-Hologramm ausgebildet ist, bei dem das rekonstruierte Bild als Bild im transparenten Basiskörper (4) wahrnehmbar ist.Waveguide according to one of the above claims, in which the image hologram (19) is in the form of an image plane hologram, in which the reconstructed image can be perceived as an image in the transparent base body (4). Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die erste Schicht (7) aus einem amorphen Material gebildet ist.A waveguide as claimed in any preceding claim, wherein the first layer (7) is formed from an amorphous material. Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die erste Brechzahl um mindestens 0,005 größer ist als die zweite Brechzahl.A waveguide as claimed in any preceding claim, wherein the first index of refraction is at least 0.005 greater than the second index of refraction. Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche, bei dem sowohl der Extinktionskoeffizient der ersten Schicht als auch der Extinktionskoeffizient der zweiten Schicht jeweils kleiner als 0,001 ist.A waveguide as claimed in any one of the preceding claims, wherein both the extinction coefficient of the first layer and the extinction coefficient of the second layer are each less than 0.001. Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der Einkoppelbereich (14) ein Hologramm (17) zur Umlenkung der von der Lichtquelle (3) kommenden Strahlung (16) aufweist.Waveguide according to one of the above claims, in which the coupling-in region (14) has a hologram (17) for deflecting the radiation (16) coming from the light source (3). Holographische Anzeige mit einer Lichtquelle (3) und einem Wellenleiter nach einem der obigen Ansprüche.A holographic display comprising a light source (3) and a waveguide according to any preceding claim.
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